高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車零部件材料領(lǐng)域，特別涉及高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度低于0°C以下時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入I?4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100°C )、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150°C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。PP的流動率MFR范圍在I?40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8?2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴溶劑、氯化烴溶劑等沒有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。PP樹脂用在注塑制品中的比例可占一半左右，其中日用品以普通PP為原料，汽車配件以增強或增韌PP為原料，而其它用途則以高沖擊強度和低脆化溫度的共聚聚丙烯PPC原料為主。PP越來越成為汽車配件的主導(dǎo)材料，成為第一大汽車用塑料品種。增韌PP用于保險杠和輪殼罩等，增強PP則用于儀表盤、方向盤、手柄、容器、蓄電池殼等。聚丙烯為無毒、無臭無味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，它對水特別穩(wěn)定，在水中的吸水率僅為0.01 %，成型性好，制品表面光澤好，易于著色。聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。聚丙烯力學(xué)性能的絕對值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強度僅可達(dá)到30MPa或稍高的水平。等規(guī)指數(shù)較大的聚丙烯具有較高的拉伸強度，但隨等規(guī)指數(shù)的提高，材料的沖擊強度有所下降，但下降至某一數(shù)值后不再變化。溫度和加載速率對聚丙烯的韌性影響很大。當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時，沖擊破壞呈韌性斷裂，低于玻璃化溫度呈脆性斷裂，且沖擊強度值大幅度下降。提高加載速率，可使韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的溫度上升。聚丙烯具有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性，其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。聚丙烯具有良好的耐熱性，制品能在100°C以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下，150°C也不變形。脆化溫度為_35°C，在低于_35°C會發(fā)生脆化，聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定；但低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴等能使聚丙烯軟化和溶脹，同時它的化學(xué)穩(wěn)定性隨結(jié)晶度的增加還有所提高，所以聚丙烯適合制作各種化工管道和配件，防腐蝕效果良好。聚丙烯對紫外線很敏感，加入氧化鋅、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或類似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。目前用于保險杠的材料大多存在收縮率的控制不好，油漆附著力低下，材料耐候性差、韌性差抗沖擊性能不理想，斷裂伸長率小和熱變形溫度低等問題。中國發(fā)明專利申請CN1566196A公開了一種新型聚丙烯復(fù)合材料，它是由下列重量份的組分組成:共聚聚丙烯粒料25-60、熱塑性彈性體5-20、高密度聚乙烯0-20、礦物填料0_40、極性高分子材料0-10、抗熱氧化劑0.1-0.6、偶聯(lián)劑0.1-0.3、光紫外線吸收劑0.1-0.3，其具有極強的附著力，但是材料的體積變化較大，抗沖擊性能差；而且成型時的流動性較差，制備工藝復(fù)雜。中國發(fā)明專利CN1235989A公開了一種可涂裝性的改性聚丙烯組合物，該組合物包含100份聚丙烯，10?50份橡膠型增韌劑，5?15份低聚物，5?20份接枝改性聚丙烯，I?15份無機填充物，它由上述各種材料按比例均勻混合，在加工溫度180?220°C條件下，經(jīng)熔融共混后擠出造?；蛎軣挋C造粒而制得；用上述方法制得的組合物其沖擊強度最高達(dá)629.6J/m，當(dāng)用作制備汽車保險杠的材料時，其耐沖擊強度還不夠高，不能吸收更多的沖擊能量，從而降低汽車的安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料，具有低收縮率、高流動、耐候性和油漆性能良好，同時具有高韌性、高強度、斷裂伸長率高和熱變形溫度高的特點，汽車發(fā)生輕微碰撞時保險杠也不會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，相較于現(xiàn)有的保險杠材料，彎曲模量、拉伸強度、硬度和熔體流動速率均有大幅度提高，此外，在低溫抗沖擊性、耐化學(xué)品性上也有顯著提高。
[0004]本發(fā)明的高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料，所述保險杠材料按重量份包括以下組分:35-55份聚丙烯、1-5份四一(2，6—二甲苯基)間苯二酚二磷酸酯、1_5份四一(2，6 —二甲苯基)對苯二酚二磷酸酯、5-15份茂金屬聚烯烴彈性體、2-10份尼龍、2-10份馬來酸酐、4-12份熱塑性聚氨酯、1-6份無機組合粒子、0.5-3份乙烯基三乙氧基硅烷、3-11份乙丙橡膠、3-11份聚乙稀、4-10份剪切增稠液、10-16份聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、1-6份抗靜電劑、1-4份抗氧劑、4-10份分散劑、1-5份增塑劑、1-5份紫外線吸收劑；所述無機組合粒子為硅灰石、滑石粉、重晶石、碳酸鈣、石英和納米氧化鋁的混合物；乙烯基三乙氧基硅烷與組合粒子具有協(xié)同效應(yīng)。
[0005]進(jìn)一步，所述保險杠材料按重量份包括以下組分:45份聚丙烯、3份四一(2，6—二甲苯基)間苯二酚二磷酸酯、3份四一(2，6—二甲苯基)對苯二酚二磷酸酯、10份茂金屬聚烯烴彈性體、7份尼龍、2-10份馬來酸酐、8份熱塑性聚氨酯、1-6份無機組合粒子、1.5份乙烯基三乙氧基硅烷、6份乙丙橡膠、6份聚乙烯、7份剪切增稠液、14份聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、3份抗靜電劑、3份抗氧劑、6份分散劑、3份增塑劑、3份紫外線吸收劑；
[0006]進(jìn)一步，所述抗靜電劑為乙氧基化烷基胺、乙氧基化烷基酸胺中的一種或兩種以上混合物；
[0007]進(jìn)一步，所述抗氧劑為硫代二丙酸雙月桂酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸十二醇酯、硫代二丙酸雙十二烷酯中的一種或兩種以上混合物與四[β _(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β -(3，5- 二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一種或兩種的混合物；
[0008]進(jìn)一步，所述增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯、鄰苯二甲酸二異壬酯、鄰苯二甲酸二仲辛酯中的一種或兩種以上混合物；
[0009]進(jìn)一步，所述分散劑為自乙撐雙硬脂酰胺、十六烷基三甲基溴化銨、γ —氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或兩種以上的混合物；
[0010]進(jìn)一步，所述紫外線吸收劑為4-苯甲酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶與2_羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮、2-(2’ -羥基_3’，5’ - 二叔苯基)-5-氯化苯并三唑中的一種或兩種以上混合物。
[0011]本發(fā)明還公開一種汽車保險杠，由高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料制成。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料，具有低收縮率、高流動、耐候性和油漆性能良好，同時具有高韌性、高強度、斷裂伸長率高和熱變形溫度高的特點，汽車發(fā)生輕微碰撞時保險杠也不會出現(xiàn)破裂現(xiàn)象，相較于現(xiàn)有的保險杠材料，彎曲模量、拉伸強度、硬度和熔體流動速率均有大幅度提高，此外，在低溫抗沖擊性、耐化學(xué)品性上也有顯著提高。本發(fā)明的高抗沖性改性聚丙烯保險杠材料，拉伸強度為70MPa以上，彎曲強度為10MPa以上，沖擊強度100KJ/m2以上，熱變形溫度為120-150°C，成型收縮率0.6-0.8%，缺口沖擊強度50KJ/m2以上。
【具體實施方式】
[0013]實施例一
[0014]所述保險杠材料按重量份包括以下組分:45份聚丙烯、3份四一(2，6 —二甲苯基)間苯二酚二磷酸酯、3份四一(2，6—二甲苯基)對苯二酚二磷酸酯、10份茂金屬聚烯烴彈性體、7份尼龍、2-10份馬來酸酐、8份熱塑性聚氨酯、1-6份無機組合粒子、1.5份乙烯基三乙氧基硅烷、6份乙丙橡膠、6份聚乙烯、7份剪切增稠液、14份聚間苯二甲酰間苯二胺纖維、3份抗靜電劑、3份抗氧劑、6份分散劑、3份增塑劑、3份紫外線吸收劑。所述無機組合粒子為硅灰石、滑石粉、重晶石、碳酸鈣、石英和納米氧化鋁的混合物。
[0015]本實施例中，所述抗靜電劑為乙氧基月桂酷胺、甘油一硬脂酸酯(GMS)的混合物
[0016]本實施例中，所述抗氧劑為硫代二丙酸十二醇酯與β_ (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八